APPLICATIONS DES PROPRIÉTÉS D'ÉLECTROLUMINESCENCE DES COMPOSÉS III-V

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APPLICATIONS DES PROPRIÉTÉS

D’ÉLECTROLUMINESCENCE DES COMPOSÉS III-V

J. Lebailly, D. Diguet

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J. Lebailly, D. Diguet. APPLICATIONS DES PROPRIÉTÉS D’ÉLECTROLUMINESCENCE DES COMPOSÉS III-V. Journal de Physique Colloques, 1974, 35 (C3), pp.C3-233-C3-239.

�10.1051/jphyscol:1974333�. �jpa-00215581�

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APPLICATIONS DES PROPRIÉTÉ s D'ÉLECTROLUMINESCENCE DES COMPOSÉS III-V

J. LEBAILLY et D. DIGUET

RTC La Radiotechnique Compelec, 14000 Caen, France

Résumé. - On décrit les propriétés des diodes électroluminescentes et dispositifs d'affichage élaborés en GaAs, Gap et GaAsP. On précise dans chaque cas la nature des recombinaisons radiatives utilisées, les valeurs des efficacités quantiques internes et externes, la nature des limitations, les critères de choix relatifs ^àla structure des dispositifs. Enfin on dégage les progrès attendus ainsi que les perspectives offertes par les matériaux d'introduction plus récente tels que GaInP, GaAlAs et GaN.

Abstract. - The electroluminescence properties of GaAs, Gap and GaAsP diodes and displays are described. In each case, the nature of radiative recombinations, the interna1 and external quantum efficiency values, the limitations, the choie. criteria dealing with the device structure are precized. In conclusion, the expected improvements and the possibilities offered by more recently introduced materials such as GaInP, GaAlAs and GaN are presented.

1. Introduction. - L'électroluminescence des semi- conducteurs à jonction p-n s'est considérablement développée depuis que l'arséniure de gallium a conduit aux premières diodes de grande efficacité et l'on voit commercialiser à l'heure actuelle toute une gamme de

.

diodes électroluminescentes, destinées principalement aux applications d'affichage, de photocouplage avec isolement électrique, de capteurs de présence (lecteurs de bandes perforées par exemple). La presque totalité des dispositifs sont élaborés à partir de semiconduc- teurs composés III-V et principalement de GaAs, de GaAsP et de Gap. Ils utilisent différents mécanismes de transitions radiatives. Dans chaque cas, nous tente- rons de dégager les ordres de grandeur des efficacités et la nature des limitations.

2. Matériaux à structure de bande directe. - Le GaAs et le GaAs,-,Px ( x

-

^0,40) sont des semi- conducteurs à structure de bande directe dans lequels les problèmes relatifs aux dispositifs électro-lumines- cents se posent en termes semblables : les mécanismes de recombinaison radiative utilisés sont les transitions bande de conduction-bande de valence ou queue de bande de conduction-bande de valence. (Nous verrons, dans le cas particulier du GaAs dopé au silicium amphotère l'utilisation de transitions queue de bande de conduction-bande d'impuretés acceptrices) ; la masse effective électronique est beaucoup plus faible que celle des trous libres et la densité effective d'états est beaucoup plus grande dans la bande de valence que dans la vallée r d e la bande de conduction ; le type de matériau le plus luminescent étant le type P, on cherche à injecter des électrons libres côté P et non pas des trous libres côté n de la jonction p-n ; par

ailleurs, étant donnée l'importance de l'absorption, la structure de la diode doit tendre à minimiser celle-ci.

La figure l a représente le diagramme habituel des énergies électroniques dans une jonction p-n polarisée

k-i c-b k t 1-1 t-l(-l (3

-1 1 I

IL"..'",."

I I

⁽

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^LI I I I J > I " I I

T T 7 C 7 T 7 7 m / / ~ / / / / / / / i / / i / / ; / / / I 7 / / / / / / / / / ~ / / / / / / ~ / / / / / / , / / , / / ~ / / / / h FIG. 1. - Représentation schématique ( a ) du mode de fonc- tionnement et (b) de la structure d'une diode électroluminescente

au GaAs ou au GaAsP.

en direct, l'essentiel du courant est un courant d'élec- trons injectés thermiquement. Une condition triviale est d'éviter que les porteurs atteignent la surface où ils se recombineraient de façon non radiative, par conséquent l'épaisseur de la région de type p est, dans tous les cas, supérieure à une longueur de diffusion

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1974333

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C3-234 J. LEBAILLY ET D. DIGUET

des électrons. La figure Ib représente la coupe d'une diode électroluminescente au GaAs ou au GaAsP typique, telle qu'elles sont réalisées, de façon courante, par diffusion de zinc dans un matériau de base de type N.

3. Qualité du matériau. - Réaliser une forte efficacité de luminescence dans la région luminescente, le côté p de la jonction, suppose deux conditions : 1) une qualité suffisante du matériau de départ, de type N ; 2) une conservation de cette qualité lors des traitements d'élaboration du dispositif et en particulier de la diffusion de zinc.

Le GaAs de départ est obtenu par cristallisàtion d'une fonte stœchiométrique maintenue dans une enceinte, sous une pression partielle d'As proche de la pression d'équilibre [l]. Il est dopé intentionnellement en impuretés de type N, le plus souvent du silicium sur site de gallium. Il contient des concentrations non négligeables d'impuretés introduites non intentionnellement, en particulier Si et O provenant de la nacelle et de l'ampoule de quartz, mais également de défauts de réseau introduisant des états profonds dans la bande interdite, qui participent à des transitions non radiatives ou radiatives dans une bande de fréquences indésirables. Les plus actifs ou les plus nombreux de ces défauts sont supposés être des lacunes de gallium ou des complexes comportant des lacunes de gallium. Par exemple la figure 2 représente un spectre de cathodoluminescence de la région active d'une jonction p-n ; dans celui-ci, la bande centrée sur 1,2 eV est attribuée

FIG. 2. ^-Spectres de cathodoluminescence à 95 K de cristaux de GaAs dopés au Si, obtenus à partir d'une fonte stœchio- métrique. Les pics notés 1 , 2 , 3 et 4 sont attribués respectivement à des transitions bande à bande, transitions bande-accepteur,

à des transitions sur des centres localisés VGaSi,, [2].

Il a été observé que des matériaux obtenus par croissance à partir d'une solution riohe en gallium contiennent de plus faibles concentrations de centres à base de lacunes de gallium [3], [4]. L'efficacité quantique interne de recombinaison radiative bande à bande est proche de 100 % dans ces matériaux.

Ce qui importe dans le dispositif c'est que la qualité originale du matériau soit conservée lors de la diffusion des impuretés de type p. Or dans les composés III- V, le dopant de type p utilisé de façon universelle est le zinc car il diffuse à la fois en position substitutionnelle et intersticielle de sorte que cette opération ne nécessite ni température, ni durée excessives, qui dégraderaient le matériau [ 5 ] . Par contre, une faible fraction des atomes de zinc demeure en position intersticielle et peut contribuer à des recombinaisons indésirables.

Malgré cela, l'on considère que l'état actuel des techniques permet de conserver la qualité initiale du matériau, c'est-à-dire de conduire à des efficacités quantiques internes proches de 100 %.

4. Efficacité d'injection. - Dans le modèle de la jonction abrupte parcourue par un courant d'injection thermique, l'efficacité d'injection d'électrons côté P de la jonction est donnée par ,le rapport :

D, L et rn* représentent respectivement la constante de diffusion, la longueur de diffusion et la masse effective des porteurs considérés ; la lettre n ou p placée en indice, indique qu'il s'agit de l'électron ou du trou respectivement ; ND et NA représentent les niveaux de dopage côté N et côté P respectivement.

Etant donné le rapport des masses effectives des deux types de porteurs dans le GaAs,

pour que l'efficacité d'injection soit proche de l'unité, il suffit de satisfaire Ln N,/L, ND 4 20. Par conséquent il faut réaliser les deux conditions

- longueur de diffusion des trous libres côté N relativement élevée,

concentration de trous libres côté P

- rapport

concentration d'électrons libres côté N peu supérieur à l'unité, c'est-à-dire dans le cas de la jonction diffusée, jonction suffisamment graduelle.

Dans la pratique ces deux conditions sont réalisées et 1'011 peut considérer qu'à densité de courant modérée ( 2 10 A/cm2) l'efficacité d'injection électronique est de 100 %.

transitions mettant en jeu des défauts liés à la présence de

cuivre et transitions mettant en jeu des du type 5. Efficacité d'électroluminescence des diodes au

V ~ a s i ~ a [Ill. GaAs. - L'efficacité quantique interne d'électro-

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luminescence du dispositif est le produit de l'efficacité d'injection de porteurs, proche de l'unité, et de l'effi- cacité de recombinaison radiative dans la région luminescente. Cette dernière est donnée par le rapport de la durée de vie globale à la durée de vie de recombinaison radtative des porteurs minoritaires yin, 2/xR.

Pour les applications les plus nombreuses où l'on n'a pas besoin de temps de réponse particulièrement rapides, l'on s'efforce de réaliser les plus fortes valeurs de durée de vie. Typiquement z

-

30 ns, l'on obtient des efficacités quantiques internes de l'ordre de 30 %.

Malheureusement l'efficacité quantique externe, rapport du nombre de photons émis à l'extérieur au nombre d'électrons injectés, est considérablement plus faible, pour les raisons suivantes. De même que la recombinaison bande à bande, l'absorption' intrinsèque est extrêmement probable. Le mécanisme de réflexion absorption limite l'efficacité quantique externe à une valeur environ 30 fois inférieure à l'efficacité quan-

FIG. 3.

-

Evolution de la longueur d'onde du pic d'électro- luminescence en fonction de la concentration de silicium dans la solution, lors de la croissance par épitaxie liquide de jonctions au GaAs dopées au silicium amphotère. Conditions expéri-

mentales :

Orientation cristalline (100)

1

^A ^A

I

Emission recueillie à travers les couches de type n.

O Emission recueillie à travers les couches de type p.

tique interne [6]. Ceci constitue la principale limitation des matériaux à structure de bande directe.

Il résulte que les diodes électroluminescentes au GaAs, fabriquées par diffusion d'impuretés, présentent une efficacité quantique externe de l'ordre de 1 %.

Cette valeur est essentiellement limitée par la nature même des mécanismes utilisés (transition bande à bande dans un matériau à structure de bande directe).

Une efficacité quantique interne de 100 % n'amélio- rerait le rendement externe que dans un facteur 3.

Lorsque l'application nécessite des temps de réponse proches de la nanoseconde, l'homo-jonction ne permet pas de réaliser simultanément les deux conditions incompatibles z faible et q élevé. Par contre une voie de développement consiste à étudier des hétéro- structures GaAlAslGaAs à confinement de por- tèurs. Elles permettent des densités d'excitation plus grandes donc des durées de vie de recombinaison radiative inférieures.

6. Jonction compensée au silicium amphotère. -

Une solution pour pallier la limitation provenant de l'absorption intrinsèque consiste à translater le spectre d'émission vers les grandes longueurs d'ondes. Une méthode particulière d'épitaxie en solution avec dopage en silicium, impureté amphotère, conduit'à des jonctions p-n fortement dopées et compensées dans les- quelles les transitions radiatives ont lieu entre queue de bande de conduction et bande d'impuretés acceptrices [7], [SI. Le spectre d'émission peut être ainsi déplacé de 8 800

A

vers des valeurs comprises entre 9 000 et 10 000

A

[9] (Fig. 3-4). Dans ces conditions l'absorption est considérablement réduite et l'efficacité quantique externe est d'environ 5 % avec un cristal parallélépipédique. Elle peut être très supérieure avec un cristal usiné en hémisphère ou sphère de Weier-

F~G. 4. - Evolution de la largeur du pic d'émission dans les mêmes conditions que la figure 3.

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Ordres de grandeur comparés des ejîcacités d'électroluminescence obtenues avec Jes composés 111-V les plus utilisés. En ce qui concerne les applicafions d'afichage, l'on peut considérer qu'un voyant indi- cateur doit délivrer un flux lumineux de quelques mlm et qu'un aficheur de caractères numériques ou alphanumériques doit présenter une brillance de l'ordre de 50 FL.

Couleur

Matériau (A)

-

GaAs, Zn 8 800

GaAs, Si 9 300

GaAso,,P0,, 6 500 Gap, Z n 0 6 900

Gap, N 5 600

Efficacité Efficacité Efficacité Brillance Flux lumineux

visuelle quantique quantique unitaire unitaire

(lm/w> interne externe (FL/A/cm2)

- - - - (lm/A)

-

30 % - 1 %

" 5 %

75 1 %-3 %' 0,03 %-0,l % 50- 140 0,05-0,14 18 2 %-15 % 2 %-4 %-12 % 600-1 200-3 600 0,6-1,3-4 500 0,l %-1 % 0,Ol %-0,l % 100-1000 0,l-1 strass qui permet aux photons de sortir en première

incidence [IO]. Par contre, étant donnée la nature des transitions, les temps de réponse sont plus lents (de l'ordre de 200 ns).

7. Dispositifs au GaAsP. - La majorité des diodes et matrices d'affichage de couleur rouge est constituée de GaAs,,,,P0

,,,.

Comme dans le cas du GaAs, la structure de bande est directe, les transitions sont du type bande'à bande, les diodes sont élaborées à partir d'un matériau de type N par diffusion de Zn, le rapport favorable des masses effectives des porteurs permet de réaliser une efficacité d'injection électronique proche de 100 % et l'état actuel de la technique permet de conserver, après la diffusion de Zn, la qualité initiale du matériau.

Par contre l'efficacité quantique interne est beaucoup plus faible que dans le cas du GaAs et constitue une limitation sévère dont la cause est assez mal comprise.

Le choix de la composition correspond au meilleur produit efficacité quantique X sensibilité de l'œil.

En fonction de la composition x de la solution solide Ga&,-,Px, on distingue deux régions de propriétés fondamentalement différentes : la région x < 0,4 à température ambiante, où la structure de bande est directe et les propriétés générales assez semblables à celles du GaAs ; la région x > 0,4 où la structure de bande est indirecte et les propriétés assez semblables à celles du Gap. Autour de la composition de transition les propriétés électroniques varient rapidement en fonction des peuplements relatifs des valléesr et X de la bande de conduction. La composition utilisée en électroluminescence se situe dans cette région de transition, côté structure de bande directe. Dans ces conditions, étant donné le rapport défavorable des densités d'état, le peuplement des vallées satellites X est considérable [Il].

Une telle structure de bande ne serait pas catastro- phique si la qualité du matériau permettait une grande valeur de la durée de vie de recombinaison indirecte des électrons de la bande X. Ce n'est actuellement pas le cas, pour les raisons abordées paragraphe suivant, et

dans les diodes au GaAso,,P0,, l'efficacité quantique interne de recombinaison radiative bande à bande est estimée à environ 3 %. L'efficacité quantique externe résultante est de l'ordre de Cependant, pour l'utilisateur, les brillances et flux lumineux correspondants, donnés tableau 1 permettent les applications d'affichage ou de visualisation avec des consomma- tions modérées.

Le GaAsP pose des problèmes de qualité à deux titres. 11 est déposé par épitaxie en phase vapeur sur un substrat de maille cristalline différente, le GaAs, et, malgré l'interposition d'une couche tampon où la composition varie lentement de O à 39 % de phosphore, la couche de GaAso,,,P0,,, comporte de nombreux défauts. En second lieu les matériaux GaAs et Gap, de propriétés physicochimiques très différentes, ne sont pas parfaitement miscibles et par conséquent le GaAsP ne constitue pas une solution solide totalement homogène. Bien que depuis 2 ans l'efficacité d'électro- luminescence obtenue avec le GaAsP n'évolue prati- quement plus, il faut souligner que la nature véritable

FIG. 5. - Evolution de l'intensité de cathodoluminescence du matériau GaAsi-%Pz brut de croissance (échelle de gauche, en unités relatives) et de l'efficacité quantique d'électrolumines- cence des diodes obtenues à partir de ce matériau (échelle de droite) en fonction de la concentration électronique du cristal de départ. On constate une corrélation satisfaisante entre les

deux propriétés [Il].

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des défauts qui sont la source des recombinaisons indirectes n'est pas connue.

D'un point de vue pratique, l'on arrive à corréler l'efficacité du dispositif et la qualité du matériau de depart, analysée par photo- ou cathodoluminescence (Fig. 5). La concentration de dopants ne doit pas depasser un seuil (Fig. 6) au-delà duquel apparaissent des défauts de réseau tels que des microprécipités [Il].

FIG. 6. - Variation de l'intensité de cathodoluminescence de deux qualités de G ~ A S I - ~ P ~ en fonction de la concentration électronique. L'écart à la loi de proportionnalité puis la décrois- sance sont attribués à une forte réduction de la durée de vie des porteurs minoritaires au-delà d'un certain niveau de dopage

[Ill.

8. Electroluminescence du Gap. - Le Gap, maté- riau dont la structure de bande est indirecte, est utilisé pour ses propriétés d'électroluminescence dans le rouge et dans le vert.

Plusieurs mécanismes de recombinaison radiative peuvent être envisagés a priori dans le Gap pour conduire à des applications d'électroluminescence.

Jusqu'à présent, les plus efficaces se sont révélés être les recombinaisons d'excitons liés à des centres isoélec- troniques de grande force d'oscillateur, car la limitation que constitue l'effet Auger est dans ce cas relativement réduite. Elles ont conduit à des applications indus- trielles, dans le spectre rouge avec le complexe ZnG,O, et dans le vert-jaune avec les centres N.

9. Electroluminescence rouge du Gap. - Par dopage simultané en Zn et O, on introduit dans le matériau des centres de Zn,, accepteurs, des centres de O, donneurs et à l'aide d'un recuit approprié des complexes isoélectroniques Zn,,O, constitués par des atomes en substitution sur des sites en plus proches voisins [13]. Ces centres sont la source de transitions radiatives très efficaces, dans une bande spectrale o ù malheureusement la sensibilité de l'œil est assez faible. Celle-ci est constituée, à température ambiante, à la fois de recombinaisons d'excitons liés aux complexes isoélectroniques Zn-O, et de recombinaisons entre électrons liés à un centre Zn-O et trous

liés à un accepteur zinc. Etant donné que les photons émis ont une énergie de 1,8 eV, inférieure de 0,5 eV à la largeur de bande interdite, I'efficacité quantique externe est voisine de l'efficacité quantique interne. Elle est de 2 à 4 % dans les dispositifs commercialisés et peut atteindre 12 % dans les échantillons de labo- ratoire.

Les limitations sont de deux ordres. En premier lieu on ne sait pas introduire une concentration de centres Zn-O supérieure à quelques 1016 cm-3, encore l'introduction n'est-elle notable que par croissance en solution riche en gallium. Compte tenu de la cinétique de recombinaison, cette faible concentration de centres radiatifs a pour conséquence une saturation de I'inten- sité de luminescence aux densités de courants supé- rieurs à quelques A/cm2.

Plus que l'efficacité quantique de luminescence de la région radiative, le côté p de la jonction, c'est une faible efficacité d'injection qui limite le plus souvent à quelques % le rendement quantique total (il a été observé en photoluminescence des efficacités quantiques d'environ 25 %).

En effet dans le Gap on ne trouve plus la situation favorable d'une faible masse effective électronique ; rnz et rnh sont du même ordre et pour que I'efficacité d'injection électronique côté p soit proche de 100 %,

il faut d'une part que la concentration d'électrons côté n soit supérieure à la concentration de trous libres côté p, et d'autre part que la longueur de diffusion des trous minoritaires côtén soit supérieure ou peu inférieure à celle des électrons côté p. Cette dernière condition pose des problèmes d'ordre techno- logique au cours de la croissance de la jonction ou double épitaxie liquide.

10. Electroluminescence vert-jaune du Gap. - Cependant le type d'émission du Gap qui suscite le plus d'intérêt ne se situe pas dans le spectre rouge, mais dans le jaune-vert. En effet la substitution d'atomes d'azote aux atomes de phosphore du Gap constitue des centres isoélectroniques dont les pro- priétés sont particulièrement favorables [14]. Compte tenu des différentes valeurs des énergies de liaison des excitons liés soit à un atome d'azote isolé, soit à deux atomes d'azote voisins, la longueur d'onde correspondant à la recombinaison de ces excitons se situe dans les bandes spectrales vertes et jaunes où la sensi- bilité de l'œil est maximale. La figure 7 représente un spectre de luminescence à 90 K de deux cristaux dopés à des concentrations différentes d'azote où l'on peut distinguer l'importance croissante des recombinaisons d'excitons liés à deux atomes d'azote en plus proches voisins. A température ambiante le même matériau présente un spectre relativement large dans lequel il est difficile d'isoler les différentes contri- butions.

Pour l'application, le premier problème consiste en premier lieu à évaluer quantitativement les para- mètres efficacité quantique de luminescence, spectre

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FIG. 7. - Spectres de cathodoluminescence de deux échantillons de Gap dopés à deux niveaux de concentration d'azote différents.

On constate la différence des intensités relatives, correspondant aux recombinaisons d'excitons liés à un atome d'azote isolé (pic N) et aux recombinaisons d'excitons liés au complexr constitué de deux atomes d'azote en plus* proches voisins

(pic NNi).

d'émission, absorption, en fonction d'une part de la concentration de centres isoélectroniques, d'autre part de la concentration de porteurs libres, susceptibles de constituer les excitons.

En fonction de la concentration d'azote, l'efficacité de luminescence croît selon une loi quasi proportion- nelle. Dans le même temps avec l'augmentation de la proportion d'atome en position de voisins, les spectres se déforment (Fig. 8), vers les grandes longueurs d'onde. L'absorption est considérablement moins forte pour NN1 que pour N. Tout ceci concourt à ce que l'efficacité quantique externe croisse avec la concentration d'azote. Malheureusement au-delà d'une concentration d'azote de l'ordre de IO1' cm-3, l'azote n'est plus seulement introduit en substitution, mais

&galement sous la forme de. précipités de GaN ou d'autres défauts et la qualité de matériau chute rapidement. Dans l'état actuel des technologies, on se limite à environ 5 x 10'' [14].

En fonction de la concentration de porteurs libres l'efficacité croît proportionnellement jusqu'à ce que la

FIG. 8. - Evolution des spectres d'électroluminescence, à température ambiante, de diodes au Gap de différentes concen-

trations d'azote.

décroissance de la durée de vie des porteurs minoritaires devienne sensible :

pour un matériau de type N.

Cependant c'est à nouveau sur l'efficacité d'injection que les concentrations de porteurs majoritaires agissent le plus directement.

A l'heure actuelle, on obtient de façon assez repro- ductible des efficacités quantiques externes comprises entre IOF4 et Les valeurs les plus faibles sont dues le plus souvent à une mauvaise efficacité d'injection d'électrons côté P de la jonction. Compte tenu des coefficients d'absorption correspondant au spectre d'émission, les efficacités quantiques internes sont environ 8 fois supérieures, c'est-à-dire de l'ordre de 0,l % à 1 %. Avant que n'intervienne la limitation due à un effet Auger, il ne fait pas de doute que les efficacités doivent progresser de plus d'un' ordre de grandeur par une réduction de l'importance des recombinaisons indirectes sur des défauts, c'est-à-dire par une amélioration de la qualité du matériau. Des efficacités quantiques externes d'électroluminescence de l'ordre de 1 % ont d'ailleurs déjà été obtenues en régime pulsé, à forte excitation [13]. Les brillances et flux 1,umineux correspondants dépassent alors très largement les valeurs obtenues avec les matériaux

. considérés précédemment.

1 1 . Perspectives. - Compte tenu de la courbe de sensibilité spectrale de l'œil, les plus fortes valeurs de

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brillance et de flux lumineux ne peuvent être obtenues que dans les bandes spectrales jaunes et vertes. Il nous faut alors considérer la possibilité d'utiliser soit un matériau à structure de bande directe, soit un maté- riau à structure de bande indirecte.

L'un des matériaux à structure de bande directe dont les propriétés Intrinsèques apparaissent les plus intéressantes est le GaInP. Nous avons vu qu'il est possible d'obtenir avec une structure de bande directe une efficacité quantique externe de quelques pourcent à condition de réaliser une efficacité quantique interne proche de 100 %. Malheureusement dans le cas du GaInP, les très grandes différences de propriétés physicochimiques telles que les paramètres cristallins et les énergies libres de formation de Gap et InP font que la solution solide GaInP est très difficile à faire croître. En d'autres termes, l'on n'a pas affaire à une solution solide homogène de deux constituants miscibles, et l'on retrouve à un degré supérieur les difficultés de qualité du GaAsP.

Un matériau, le Ga,-,Al,As ne pose pas ces diffi- cultés et est appelé à un développement important pour les applications dans un domaine différent, les télécommunications optiques et le photocouplage, qui

nécessite des sources de longueur d'onde comprise entre 8 000 et 8 500

A.

Quant au GaN, il y a lieu de le classer à part des matériaux précédemment envisagés, ses propriétés sont semblables à celles des composés II-IV à grande largeur de bande interdite et par conséquent plus compatibles avec des structures similaires à celles développées par Vecht [15] qu'avec des jonctions p-n.

Par contre du côté des matériaux à structure de bande indirecte, le Gap et le Gap, -,As, avec y < 0,2, permettent dès à présent des efficacités d'électro- luminescence élevées et laissent espérer des améliora- tions de qualité substantielles. Nous avons vu que des valeurs d'efficacité quantique externe de 1 %,

c'est-à-dire de flux lumineux de 10 lm par ampère injecté ne sont pas impensables. Ces valeurs corres- pondraient à des caractéristiques 100 fois supérieures à celles obtenues avec l'actuel GaAso,,Po,,.

Remerciements. - Nous tenons à remercier J. C . Bouley, qui a étudié les propriétés de lumines- cence de la plupart des matériaux présentés ici, ainsi que la DRME, la DGRST et le STTA pour leur soutien.

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DISCUSSION A. LAUGIER. ^-Pour la visualisation un paramètre

important est la courbe de sensibilité de l'œil. Quand on en tient compte on trouve (') que les matériaux les plus intéressants sont Al-In-P ou Ga-In-P, en ce qui concerne les alliages III-V. Cependant les alliages à gap indirect Ga-Al-P : N peuvent se révéler en défi-

(') R. J. Archer, Electrochem. Soc. Meeting, Los Angeles, 1970, paper 66.

nitive les plus valables en raison de l'accroissement du gap obtenu et des caractéristiques évoquées dans l'exposé.

J. LEBAILLY. - Cette analyse de Archer se base sur l'hypothèse que les durées de vie des porteurs minoritaires sont comparables dans les d,ifférents matériaux considérés. Une telle hypothèse me parait irréaliste.